砂雨法制备三轴砂样的影响因素及均匀性研究

为了得到较为真实的室内重塑砂土样,利用自制的落砂装置,开展一系列福建标准砂的砂雨法制样试验,研究落距、漏斗管径和细颗粒含量等因素对室内土工三轴试验砂样制备的影响。结果表明砂样相对密度随落距的增加而增加,而增速随落距的增加逐渐变缓并趋于稳定;相同落距下,漏斗管径越大,砂样的相对密度越小;漏斗管径的减小,可以得到较宽范围的砂样密度;随着砂土中细颗粒含量的增加,制备的砂样相对密度减小。利用牛顿第二定律和能量守恒定律能够较好地阐释落距、漏斗管径和细颗粒含量等因素对砂土制样的影响规律。采用225kV-3D微分辨率ICT对砂雨法制备的砂样进行细观扫描,并借助ImageJ软件,重构砂样三维模型,计算出沿砂样高度方向的每层孔隙占比,验证了砂雨法制备砂样的空间均匀性,并给出砂雨法制备室内三轴试样的合理化建议。     

砂雨模型制备PFC3D的数值模拟

伴随土工离心试验的应用拓展与量化需求的提升,试验模型孔隙率、均匀性的精确控制与影响因素,成为目前土工离心试验技术发展的重要课题。砂雨法作为土工离心试验常用制模方法,因其制备过程与天然粗粒土地基形成过程相似、颗粒不易破碎、制样密实度范围较宽等特点被广泛应用。为认识砂雨法制备模型孔隙率的控制因素与影响规律,基于PFC3D离散元分析软件,建立了砂雨法成型过程数值模拟方法,通过探讨落距、筛孔粒径比、环境介质等因素影响规律及与已有认识进行对比,论证了数值模拟分析方法的可行性。结果表明:制备模型孔隙率与落距呈负相关性,孔隙率随落距增大而减小且趋势逐渐变缓;孔隙率与筛孔粒径比呈正相关性,孔隙率随筛孔粒径比增大而增大;孔隙率与环境介质密度呈负相关性且影响显著,模型表面水层对孔隙率起主导控制作用。     

自动撒砂装置的研制与测试

试样制备是土工模型实验中至关重要的技术环节,装样的质量直接影响着模型实验的成败。为获得高度可重复的指定相对密度的均匀试样,自主研制了基于伺服电机驱动系统的自动撒砂装置。采用福建标准砂进行了多组砂雨法成样的对比试验,分析了砂样落距和流速对成样相对密度的影响。同时通过相对位置测试、CPT强度测试和桩基础承载力离心模型实验,检验了撒砂装置的有效性。试验证明相对密度随砂样落距的增大而增大,随流速增大而减小,且该装置制得的试样均匀性好,可重复度高。更多还原     

自制砂土装样设备及其控制要素分析

土工模型试验中砂样的装样质量非常重要。为获得指定相对密度的砂样,针对福建标准砂,自主研制了一套装样设备,并进行了多组砂雨法装样的对比试验。通过对试验结果的整理分析,定量给出了砂样流速、落距及装样容器对试样相对密度的影响。分析表明,砂样相对密度随流速增大而减小,随落距增大而增大,对应不同流速和落距的组合情况,二者相互影响。同样流速和落距条件下,圆形容器成样相对密度最大,其后依次为矩形和方形容器。试验证明该套装置能成功制备均匀性较好、相对密度在0.45~0.96的砂样。     

黑河大坝坝壳砂卵石料设计干密度的确定

本文在黑河大坝坝壳砂卵石料最大干密度室内试验和现场碾压试验结果的基础上，通过对目前最大干密度试验和确定方法以及设计干密度计算方法的分析比较，最终确定了坝壳砂卵石料在设计相对密度下的设计干密度值。提出在设计阶段渐近线法的结果可用来确定砂卵石料的设计干密度。     

小流域径流调控模型雨谱特性分析

基于相似原理,修建小流域模型,人工模拟降雨,是进行各种雨水利用及径流调控试验研究的有效手段.降雨强度与雨滴大小、数量及雨滴密度有关.本文讨论了用色斑法测小流域模型雨谱过程及其计算雨谱参数方法,得出不同情况下模型的雨谱特性.     

宽心墙砂壳坝上游坝坡的振冲加固

山东省有大中型水库167座，其中120座属宽心墙砂壳坝坝型。这些心墙砂壳坝的砂壳均未碾压，其相对密度普遍很低，抗震性能差，对大坝的稳定极为不利。岸堤水库为山东省第二大水库，地处地震烈度7度区，其砂壳相对密度值很低，存在地震液化问题。为加固砂壳，采用了振冲加固方案，解决了该坝的液化问题。本文以岸堤水库为例，证明振冲加固法用以加固砂壳的可行性和可靠性。1岸堤水库砂壳振冲加固施Xi性试验为保证振冲后砂壳坝的相对密度DrZ0．75，需要进行现场试验，以确定设计参数（如桩距、填料量等）和施工参数（如提升速度、留振时间等…     

离心模型试验中界面土压力盒标定方法研究

在离心模型试验中,准确量测结构面上土压力的首要条件是采用合理的方法对界面土压力盒进行标定。本文首先使用砂雨法制备砂土土样,并考虑了出砂口尺寸和落距对制样结果的影响;然后在考虑温度变化,传感器上覆砂层厚度和砂颗粒粒径变化的情况下对BW-3型界面土压力盒分别进行了标定试验;最后将标定结果应用于相对密度为0.9的砂土静止侧压力系数测量当中。结果发现:40℃和20℃的温度变化对传感器测量结果的影响不大;砂标试验时,随着传感器上覆砂层厚度的增加,传感器输出电压的非线性趋势逐渐明显,土压力盒的标定系数逐渐增大;当采用不同颗粒粒径的砂对传感器进行标定时,标定系数与颗粒粒径的变化呈正相关趋势;通过测量不同土样的静止侧压力系数发现,土样K0值随着砂颗粒粒径的增加而逐渐减小,与Jaky公式计算结果对比证实了仅考虑有效内摩擦角计算土样K0值是不准确的。     

标准砂冷冻法制样试验研究

为了科学评价黄河中下游地区砂土的力学性能,选择砂粒组中的标准砂力学性能指标为参考标准,对其进行一系列三轴固结排水剪切试验,研究了冷冻法制样和湿装法制样对标准砂应力应变关系和抗剪强度指标的影响。结果表明:①无论采用冷冻法制样还是采用湿装法制样,标准砂试样的主应力差都随相对密度的增大呈增大趋势,其应力应变关系曲线从硬化型过渡到软化型。②对于疏松状态的标准砂,轴向应变不大于5%时,湿装法制备试样的主应力差大于冷冻法的;对于密实状态的标准砂,轴向应变不大于6%时,湿装法制备试样的主应力差小于冷冻法的;但随着轴向应变的增大,二者强度趋于一致。③两种制样方法制备的试样,其内摩擦角均随相对密度的增大而增大,不同方法制备试样的内摩擦角相差不大。④对于疏松状态的标准砂采用湿装法制备试样,在装样过程中易受到扰动,导致其峰值强度高于冷冻法的,处于密实状态的标准砂采用湿装法制备试样,装样时对其扰动较少,但其峰值强度低于冷冻法制备试样的,因此对于疏松状态的标准砂建议采用冷冻法制样,且在动三轴试验仪器上进行常规三轴试验,以尽量减少装样对试样的扰动。     

某水库堆石坝体填筑密度三种方法对比试验研究

堆石面板坝堆石体填筑是坝体的主要部分,其碾压施工质量的控制指标之一是堆石体的干密度。目前检测干密度最常用的方法是灌水法,有专家认为灌水法由于受到塑料薄膜能否紧贴坑壁以及未考虑薄膜褶皱等因素的影响,使所测的密度比实际密度偏高。本文采用灌水法、砂浆填隙灌水法、灌砂法对坝体干密度进行检测,通过对试验结果对比研究,推翻专家质疑,验证灌水法科学可行,可供同类工程参考。     

密度及应力水平对珊瑚砂强度变形特性影响

为研究密度与应力水平对珊瑚砂强度和变形特性的影响,利用三轴仪,对珊瑚砂试样开展了一系列不同密度、不同应力水平条件下的三轴固结排水剪试验。根据试验结果分析了珊瑚砂密度和应力水平对其应力应变、体积变形特性及强度特性等的影响。结果表明,不同相对密度的试样均表现出剪胀特性,同一初始密度的试样,围压越大其剪胀现象越不显著。珊瑚砂初始切线模量随着围压和相对密度的增大而增大,可近似用直线表示,并建立了初始切线模量与相对密度和围压的关系式。相变点应变随围压的增大而增大,随相对密度的增大而减小。珊瑚砂强度指标φ₀和Δφ随着相对密度的增大而呈线性增大趋势。     

砂卵石最大干密度的试验研究

使用邛崃市西河古河床中天然级配及人工级配的砂卵石进行最大干密度的试验,研究了盖重、振动历时、含水量、装料方式、含砂率、最大粒径等因素对最大干密度的影响．试验结果可供室内试验与现场施工参考。     

南水北调工程渠道衬砌试验段砂垫层压实试验研究

为了得到满足要求的砂垫层压实相对密度,对南水北调工程渠道衬砌试验段的砂垫层进行了压实试验。对不同粗砂松铺厚度、不同含水率、不同压实遍数进行试验,得出衬砌施工铺砂的最佳组合施工参数,为大面积铺砂、渠道衬砌大面积施工积累了经验。     

岸堤水库土坝松散砂壳野外试验资料的分析

本文根据岸堤水库松散砂壳的野外试验资料,与建坝初期的试验资料进行比较,分析了蓄水25年后砂壳的干容重、相对密度的变化规律.     

不同降雨类型的岫岩县石庙子镇砂下小流域临界雨量研究

文章根据小流域雨峰位置出现时间的不同将降雨过程进行相应类别的划分,然后对小流域常见的各典型雨型及其对临界雨量的影响进行定性分析;针对各典型雨型的时程分配利用PilgrimCordery定量法确定,对相应的临界雨量采用试算法计算,最后以岫岩县石庙子镇砂下小流域近期发生的成灾洪水资料为依据,对不同降雨类型下小流域临界雨量的影响利用临界雨量偏离度指标作进一步验证分析。研究表明:设计雨型为雨峰偏后式雨型,从而无法完全反映石庙子镇砂下小流域的降雨类型;为提升山洪实时预警的精准度,所采取的临界雨量应与实时雨型相对应。     

粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性试验研究

为探讨粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性,对改良膨胀土进行了击实试验、无侧限抗压试验和三轴试验。试验结果表明:粉煤灰掺量一定时,最大干密度随天然砂掺量增加呈先增大后减小趋势,而最优含水量逐步减少;天然砂掺量一定时,最大干密度及最优含水量随粉煤灰掺量增加均逐渐减小;在粉煤灰和天然砂之和占比20%不变条件下,随天然砂占比减小,无侧限抗压强度与三轴抗剪强度先增大后减小,天然砂掺量5%和粉煤灰掺量15%时强度最大;随着粉煤灰和天然砂掺量的增加,内摩擦角先增加后减小;粉煤灰和天然砂掺量之和一定时,随着粉煤灰的增加和天然砂掺量的减少,黏聚力逐渐减小。研究成果可供致力于改良膨胀土工程性质的研究人员参考。     

石粉含量对人工砂胶砂性能的影响

该文系统地研究了石粉对人工砂粗糙度及胶砂性能的影响。研究发现,石粉含量在6%～14%时,花岗岩人工砂棱角性试验流出时间较少;石粉含量为14%时,松散堆积密度和紧密密度较大,级配最好;石粉含量为14%时,胶砂流动性最好;石粉含量为16%时,胶砂抗折强度和抗压强度较好,脆性系数较小。就胶砂而言,综合需水量、抗压强度、抗折强度和脆性系数等指标,人工砂中石粉最优含量为16%。     

应用振动水冲法加固松砂坝壳的试验研究

以往振动水冲法只是一种加固地基的方法。应用振动水冲法加固松砂壳坝是否会造成坝坡坍滑,是否会取得同样良好的效果,这些都是人们疑虑的问题。通过兴旺庄土坝振冲加固现场试验,我们发现:振冲时砂土振动加速度随着振源距增大而衰减,振冲时饱和砂土脉动孔隙水压力幅值随着振动加速度增大而增加,它们之间的关系都是幂函数关系。振冲时振冲器周围一米范围内的砂土发生液化而加密。液化的范围是有限的,因而振冲时砂土液化不会造成坝坡坍滑。现场试验还表明:振动水冲法用于加固松砂坝壳是成功的,可以把极松的砂加密到相对密度0.7以上。     

关于砾质砂相对密度的测试方法问题

相对密度是砂性土的一项主要指标.关于相对密度的测试方法,1956年水利部批准的“土工试验操作规程”中,曾列入含粒径大于5mm颗粒试样相对密度的测试方法,规定最大干容重测定采用苏联的金属锤击与捣实联合测定法.此试验方法本身存在不少问题,试验结果很不规律,因而在1962年修改规程时,已将此法删去.规定粒径大于5mm颗粒含量小于3%的砂料,改为将大于5mm粒径颗粒筛除后,按不含粗颗粒料的试验方法进行,并不计粗颗粒的影响;对于粒径大于5mm颗粒含量在3～30%的砾质砂,用筛除粒     

EDG无核密度仪在率定试验检测中的应用

EDG无核密度仪针对不同种土壤可建立能准确表征该类型土壤介电常数的土壤模型,再通过对比待测土壤的介电常数,即可测定土壤的湿、密度。与检测土壤的密度和湿度的传统试验方法(环刀法和灌砂法)相比,EDG无核密度仪显得更为快速、高效。针对黏性土,通过改变土壤模型中测点数以及优化土壤模型中的湿度与密度,研究预测值的相对误差的变化规律。研究试验结果表明,当土壤模型中测点的含水率以2%的梯度递增时,干密度预测结果的准确度最高。